内容正文:
课时冲关68 二项式定理
学生用书 P389
[基础训练组]
1.(2024·韶关市模拟)在(x-2)8的展开式中,x7的系数为( )
A.16 B.-16
C.24 D.-24
解析:B [(x-2)8的展开式的通项为Tr+1=C·x8-r·(-2)r,令8-r=7,得r=1.
∴在(x-2)8的展开式中,x7的系数为-2×C=-16.]
2.(1+2x2)(1+x)4的展开式中x3的系数为( )
A.12 B.16
C.20 D.24
解析:A [由题意得x3的系数为C+2C=4+8=12.]
3.已知n的展开式中第五项与第七项的系数之和为0,其中i为虚数单位,则展开式中常数项为( )
A.45 B.-45
C.90 D.-90
解析:A [由二项展开式的通项公式可得,n的二项展开式的通项为Tr+1=C(x2)n-rr=,
易得展开式中的第五项的系数为C(-i)4=C,第七项的系数为C(-i)6=-C.由第五项与第七项的系数之和为0,可得C-C=0,解得n=10.
令2n-r=20-r=0,解得r=8.
故所求的常数项为C(-i)8=45.]
4.已知(3-)2 023,则下列结论正确的是( )
A.该二项展开式中各项的二项式系数的和与各项的系数的和相等
B.该二项展开式中的常数项为32 023
C.该二项展开式中含x1 011的项的系数是-6 069
D.该二项展开式中的有理项的二项式系数的和为22 022
解析:ABD [A项,展开式的二项式系数和为22 023,令x=1,则展开式的各项系数和为(3-1)2 023=22 023,故A正确;B项,展开式的通项公式为Tr+1=C·32 023-r(-)r=C(-1)r·32 023rx,r=0,1,…,2 023,令r=0,则展开式的常数项为32 023,故B正确;C项,令=1 011,则r=2 022,所以x1 011的系数为C·(-1)2 022·3=6 069,故C错误;D项,令为整数,则r=0,2,4,6,8,…,2 022,即展开式的奇数项,所以有理项的二项式系数和为=22 022,故D正确.]
5.已知(x+1)5的展开式中常数项为-40,则a的值为( )
A.2 B.-2
C.±2 D.4
解析:C [5的展开式的通项为Tr+1=C·(ax)5-r·r=(-1)r·a5-r·C·x5-2r.
取5-2r=-1,得r=3,取5-2r=0,得r=(舍).
∴(x+1)5的展开式中常数项为-a2×C=-40,得a=±2.]
6.在(1-x)2 024的展开式中,则( )
A.第1 000项和第1 024项的系数相同
B.第1 013项的系数最大
C.所有项的系数和为22 024
D.72 024被6除的余数为1
解析:BD [对于A项,(1-x)2 024的展开式的通项为Tk+1=C(-x)k=(-1)kCxk,则第1 000项和第1 024项的系数分别为(-1)999C,(-1)1 023C,由于C=C≠C,则第1 000项和第1 024项的系数不相同,故A错误;对于B项,由通项公式可知,展开式项的系数为正的有:C,C,C,…,C,C,其中C最大,则第1 013项的系数最大,故B正确;对于C项,令x=1,可得(1-1)2 024=0,则所有项的系数和为0,故C错误;对于D项,72 024=(6+1)2 024=C·62 024+C·62 023+…+C·6+C,其中C·62 024,C·62 023,…,C·6都是6的倍数,C=1,则72 024被6除的余数为1,故D正确.]
7.(2024·龙岩市模拟)(x-y)4的展开式中,x3y3项的系数为________.
解析:二项展开式的通项是Tr+1=C(x)4-r·(-y)r=,令4-=2+=3,解得r=2,故展开式中x3y3的系数为(-1)2C=6.
答案:6
8.(2024·江苏扬州统考模拟)若(x+5)2 023=a0+a1x+a2x2+…+a2 023x2 023,T=a0+a1+a2+…+a2 023,则T被5除所得的余数为________.
解析:由题知x=1时,a0+a1+a2+a3+…+a2 023=62 023=(5+1)2 023, 故
T=C52 023+C52 022+…+C51+1,
=(C52 023+C52 022+…+C51+1)=(C52 023+C52 022+…+C51)+,所以被5除得的余数是1.
答案:1
9.已知(2x+1)2 023=a0+a1x+a2x2+…+a2 023x2 023,记S1=a1+a3+a5+…+a2 023,S2=a0+a2+a4+…+a2 022,则S-S的值为______.
解析:不妨设f(x)=(2x+1)2 023=a0+a1x+a2x2+…+a2 023x2 023,一方面注意到S2+S1=(a0+a2+a4+…+a2 022)+(a1+a3+a5+…+a2 023)=f(1),另一方面注意到S2-S1=(a0+a2+a4+…+a2 022)-(a1+a3+a5+…+a2 023)=f(-1),所以S-S=f(1)·f(-1)=(2×1+1)2 023×[2×(-1)+1]2 023=-32 023.
答案:-32 023
10.(2024·重庆质检)在①只有第6项的二项式系数最大,②第4项与第8项的二项式系数相等,③所有二项式系数的和为210,这三个条件中任选一个,补充在下面(横线处)问题中,解决下面两个问题.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
已知(2x-1)n=a0+a1x1+a2x2+a3x3+…+anxn(n∈N*),若(2x-1)n的展开式中,________.
(1)求n的值;
(2)求|a1|+|a2|+|a3|+…+|an|的值.
解:(1)选择条件①:
若(2x-1)n的展开式中只有第6项的二项式系数最大,则=5,所以n=10.
选择条件②:
若(2x-1)n的展开式中第4项与第8项的二项式系数相等,C=C,
所以n=10.
选择条件③:
若(2x-1)n的展开式中所有二项式系数的和为210,则2n=210.所以n=10.
(2)由(1)知n=10,则(2x-1)10=a0+a1x1+a2x2+a3x3+…+a10x10,
令x=0,则a0=1,
令x=-1,则310=a0-a1+a2-a3+…+a10=1+|a1|+|a2|+|a3|+…+|a10|,
所以|a1|+|a2|+|a3|+…+|a10|=310-1.
[能力提升组]
11.“n=5”是“n(n∈N+)的展开式中含有常数项”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
解析:A [因为n(n∈N+)展开式的通项Tr+1=的展开式中含有常数项时满足-=0,当n=5时,=0,解得r=3,此时含有常数项;反之,当n=10时,r=6,也有常数项,但是不满足n=5.故“n=5”是“n(n∈N+)的展开式中含有常数项”的充分不必要条件.]
12.(多选)我国南宋数学家杨辉在1261年所著的《详解九章算法》一书里出现了如图所示的表,即杨辉三角,这是数学史上的一个伟大成就.该表蕴含着许多的数学规律,下列结论正确的是( )
第0行 1
第1行 1 1
第2行 1 2 1
第3行 1 3 3 1
第4行 1 4 6 4 1
第5行 1 5 10 10 5 1
第6行 1 6 15 20 15 6 1
…… ……
A.C+C+C+…+C=C
B.111=11,112=121,…,115=15 101 051
C.从左往右逐行数,第2 023项在第63行第7个
D.第5行到第10行的所有数字之和为2 024
解析:AC [对于A选项,由组合数的计算性质C+C=C(m,n∈N*,m<n),所以,C+C+C+…+C=C+C+C+…+C=C+C+…+C=…=C+C=C,A正确;对于B选项,115=(1+10)5=15+C·10+C·102+C·103+C·104+105=1+50+1 000+10 000+50 000+100 000=161 051,B错误;对于C选项,第n(n∈N)行共有n+1项,从左往右逐行数,第n行最后一项对应的项数为1+2+3+…+n+(n+1)=,因为=2 016,且2 023=2 016+7,所以,从左往右逐行数,第2 023项在第63行第7个,C正确;对于D选项,第n(n∈N)行所有项之和为C+C+…+C=2n,所以,第5行到第10行的所有数字之和为25+26+…+210==2 016,D错误.]
13.已知(1+2 024x)50+(2 024-x)50=a0+a1x+a2x2+…+a50x50,其中a0,a1,a2,…,a50∈R,若ak<0,k∈{0,1,2,…,50},则实数k的最大值为______.
解析:因为(1+2 024x)50展开式中xk的系数为C·2 024k,(2 024-x)50展开式中xk的系数为C(2 024)50-k(-1)k,
所以(1+2 024x)50+(2 024-x)50展开式中xk的系数为C(2 024)k+C(2 024)50-k(-1)k=C2 024k[1+2 02450-2k(-1)k],k=0,1,2,…,50.
要使ak<0,则k为奇数,且2 02450-2k>1,
所以50-2k>0,则k<25,则k的最大值为23.
答案:23
14.(2024·沈阳测试)在①只有第八项的二项式系数最大;②奇数项二项式系数之和为47;③各项系数之和为414;这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,若问题中的k存在,求k的值;若k不存在,说明理由.
设二项式n,若其展开式中,________,是否存在整数k,使得Tk是展开式中的常数项?
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答给分.
解:若选填条件①,即只有第八项的二项式系数最大,则n=14;若选填表条件③,即各项系数之和为414,则4n=414,即n=14.二项式14展开式的通项:
由21-7k=0,得k=3.
即存在整数k=3,使得T3是展开式中的常数项;
若选填条件②,即奇数项二项式系数项之和为47,则2n-1=47=214,所以n=15.
二项式15展开式的通项:
由22-7k=0,得k=∉Z,即不存在整数k,使得Tk是展开式中的常数项.
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